數控機床的電氣故障和維護

楊敏

(常德煙草機械有限責任公司,湖南常德 415500)

數控機床的電氣故障和維護

楊敏

(常德煙草機械有限責任公司,湖南常德 415500)

隨著數控機床在各行業生產中的應用日益廣泛,數控機床的維護變成保障生產、提高效率的重點。數控機床是機電一體化設備,機械,液壓設備的工作條件同樣影響數控機床的整體精度和工作效率,要嚴格按照機床維護手冊要求的周期對這些設備進行日常保養和維護。

機床 電氣故障 維護

數控機床是現在機械加工生產中一種典型的技術密集型產品，是一種裝載人機界面操作軟件及程序軟件等控制系統的自動化機床。由于數控機床電氣維修技術目前尚未形成完整成熟的理論體系，因此，其維修維護問題就成為亟待長期研究和積累的一項課題。

1 數控機床常見電氣故障

(1)電子元器件、控制板、模塊、電線電纜及接插件等產生不正常狀態甚至損壞的故障就是硬件故障，排除的方法需要修理和更換才可以。軟件故障通常指MMC、NCK、PLC等應用程序中故障產生，需要熱啟或某些數據進行修改以及重新安裝程序均能排除。軟件故障最嚴重的就是缺損數控系統軟件甚至感染病毒丟失，一旦發生這類故障就只能與廠家或數控系統服務相關機構溝通解決。

(2)按故障出現的現象對工件或對機床有無破壞，分為破壞及非破壞性故障。破壞性故障的定義，使工件及機床造成損壞的故障，維修時不可再現，結合故障產生時的現狀進行對應的分析和檢查進行排除，有一定的技術風險難度。

(3)系統性故障的定義以迎合相當的條件就會有確定故障產生；隨機性故障的定義是在同樣的條件下不常引起的故障，其分析困難，通常多與機床機械結構的局部松動錯位、部分電氣屏蔽可靠性降低而產生進給抖動、電氣裝置內部溫度過高等。

(4)現代數控系統均有完善的自診斷程序，結合系統配備的診斷手冊和用戶報警文本說明進行故障排除。有診斷指示的電氣故障相對容易排除，無診斷指示的故障通常由上述診斷程序的不完整性所致，這類故障則要依靠對產生故障前的工作過程和故障現象及其后果進行分析，并依靠維修人員的經驗和技術水平加以分析和排除。

2 故障的調查與分析

故障的調查與分析是排除故障的第一階段，是非常關鍵的階段，應做好下列工作：

(1)故障的調查。1)現場檢查故障：要驗證操作者所提供情況的準確性、完整性，核實初步判斷的準確度。因為大多數故障是有顯示的，通常只要對照機床配套的數控系統診斷手冊和用戶報警文本，就可判斷產生該故障的原因。2)確定原因：做好準備，對多種可能原因進行排查，找出產生故障的真正原因。這取決于維修人員對該機床的熟悉程度、知識水平、實踐經驗和分析判斷能力。對于較復雜故障，須制定故障排除方案。

(2)分析故障和論斷。1)直觀檢查法。①詢問。向現場人員詢問故障發生的過程、故障表象及后果，整個分析判斷過程中要進行多次詢問。②目視。機床每部分工作狀態總體查看能否正確，各電控系統裝置報警指示及每個操作元件位置是否正確，局部檢查柜內保險是否燒斷、元器件是否燒焦、開裂及電線電纜掉落等。③觸摸。在機床斷電情況下，主要電路板用手來觸摸、各插接件的安裝插接狀況等發現故障的原因。④通電。有無冒煙情況、打火、聲音有無異常、氣味以及過熱電動機有無被觸摸和元件存在而短時間通電，發現有上述現象要立刻進行斷電分析。2)儀表儀器檢查法。常規電工儀表的使用，測量的對象是對各組直流電源電壓和部分直流及脈沖信號等，從它們中查找可能發生的故障。像檢查各電源情況使用萬用表，測量電路部分板上設置的相關信號狀態測量點，觀察相關脈沖信號的幅值、相位是否有丟失將采用示波器，采用PLC編程器查找PLC程序中的故障原因和部位等。3)信號與報警指示分析法。①硬件報警提示；有伺服系統、數控系統在內的各個電子及電器裝置上的不同的故障指示燈和狀態，根據指示燈狀態及相應的作用說明，便可知道指示內容和故障原因與排除方法。②軟件報警指示。每個系統軟件、PLC程序和加工程序中的故障通常都有設報警顯示，根據報警顯示對照相應的診斷說明手冊就可以知道可能的故障原因及排除方法。4)參數調整辦法：數控系統、PLC及伺服驅動系統都設置很多參數被修改過的來適應各種機床和工作狀態的標準，它們不僅能使每一個電氣系統和具體機床相融合，還能使機床每一項功能達到頂峰。所以，不能允許參數變化和丟失。而隨著機床的長期以往的運行將導致機械或電氣性能的改變會造成最初的匹配狀態和最佳化狀態破損。

3 數控機床的維護

數控機床種類多，各類數控機床因其功能，結構及系統的不同，各具不同的特性。

(1)機床系統中最精密的部分就是數控系統，對機床的穩定運行具有很重要的作用。要嚴格遵守操作規程和日常維護制度，應要少開數控柜和強電柜的門。數控柜的散熱通風系統及時清潔。數控柜上的每個冷卻風扇工作要檢查正常運作狀態。檢查情況分為每半年或每季度來檢查一次風道過濾器堵塞現象，如果過濾網上集聚太多灰塵，沒有清理，數控柜內溫度會引起過高。要定期檢查直流電動機電刷并更換。電動機的性能會受到影響，甚至造成電動機損壞的就是直流電動機電刷的過渡磨損。一般數控系統內對CMOSRAM存儲器件設有可充電電池維護電路，以保證系統不通電期間能保持其存儲器的內容。

(2)數控機床如果長時間閑置不用，機床的各運動環節會由于油脂凝固、灰塵還有可以拿生銹而影響其靜、動態傳動性能，機床精度降低。從電氣角度來看，由于數以萬計的電子元器件組成了一臺數控機床的整個電氣控制系統硬件，這些電子元器的壽命和性能的離散性非常大，所謂“磨合”階段一般要在一年左右，此時故障率會降低，想較快完成“磨合”任務在這期間要不斷開動機床，而且也可以有效利用維修期一年；第二階段為有效壽命階段，也就是充分發揮效能的階段。

(3)數控機床的使用難度非常大，它是典型的機電一體化產品，它普及的知識面特別龐大，操作人員要結合電、機、液、氣等多方面的專業水平知識；還有，CNC系統升級、更新換代在電氣控制系統中比較快，專業理論培訓學習要經常參加，熟練掌握新的CNC系統應用技巧。所以提高操作人員的素質標準是必要的。要經常培訓數控操作人員，幫助他們了解極床原理、潤滑部位、性能及其方式，學習較系統的知識面，奠定好使用機床的基礎。

4 結語

有助于提高機床壽命和利用率的是數控機床維修和保養。有助于提高重復性故障的維修速度是要靠分析了設備的故障率及改進操作規程，能夠快速提高維修者的理論水平和維修能力。因此，機床的維修、保養和故障后的處理工作就顯得十分重要。

[1]李開行,朱傳華.數控機床電氣故障的診斷與維修[J].科技信息(學術研究),2008,(34).

[2]廖效果.劉又午.數控技術[M].武漢:湖北科學技術出版社,2000.6.

[3]鄭小年,楊克沖.數控機床故障診斷與維修[M].華中科技大學出版社,2005.